Сила тока через мощность и напряжение: Как найти силу тока с помощью формул и измерительных приборов

Чем отличается сила тока от напряжения простыми словами

Физика многим кажется сложной и загадочной. Раздел «Электричество» воспринимается особенно сложно из-за того, что большинство понятий нельзя «потрогать руками». Но мы попробуем объяснить, чем отличается сила тока от напряжения простыми словами.

Содержание

1. В чем разница?
2. Отличия с другими величинами
3. Заключение

В чем разница?

В физике есть фундаментальное понятие заряда. Это такая величина, которая определяет свойство частиц и тел взаимодействовать через электромагнитные силы. Чем он больше, тем сильнее взаимодействие.

Проявление этих сил мы часто видим в жизни. На примере молнии, прилипания кусочков бумаги к наэлектризованной полиэтиленовой пленке, работы электрического чайника. Но не всегда понимаем суть увиденного, и не осознаем, что именно и как воздействовало на конкретный предмет.

Если говорить, очень кратко и утрировано, то ток — это упорядоченное движение заряженных частиц. В металлах это электроны, в электролитах — ионы.

Сила тока — это количество зарядов, которые пройдут через проводник за единицу времени.

Измеряется эта величина в Амперах (в честь одноименного французского физика-математика) и показывает, насколько много энергии протекает за секунду в точке. Например, у молнии — большая сила тока, а у фонарика — маленькая.

Напряжение в цепях электрического тока, если говорить простыми словами — это величина силы, которая заставляет двигаться заряды упорядоченно.

Единицы измерения получили свое названия от итальянского физика и физиолога Алессандро Вольта, который изобрел первую гальваническую батарею.

Простой аналог из жизни — река. Чем больше уклон, тем быстрее она течет. Напряжение — это перепад высот реки, а сила тока — это объем воды, который протекает в конкретном месте.

Теперь становится понятно, в чем отличие тока от напряжения: первый — это движение зарядов, а второе — это то, что их заставляет двигаться.

Отличия с другими величинами

Существует еще ряд величин, которые характеризуют электрические системы: сопротивление, мощность и т.д.

Отличие сопротивления от тока и напряжения, в том, что оно мешает протеканию тока, уменьшая его.

В вышеупомянутой реке, в качестве сопротивления, выступают дно и камни.

Чтобы сохранить ту же силу тока при увеличении сопротивления, надо повышать напряжение.

Для лучшего понимания процесса можно привести еще один пример. Допустим, у нас есть длинный коридор, по которому бежит человек — это и есть сила тока. Чтобы бегун передвигался быстрее, другой человек бьет его палкой — это напряжение. В данном случае сопротивление — это стулья, хаотично расставленные по коридору и мешающие бежать.

По пустому коридору человек передвигается легко, его можно практически не бить, чтоб он быстро бежал. Но чем больше на пути препятствий, тем сильнее должно быть напряжение (удары), чтобы поддерживать тот же темп.

Выражается эта взаимосвязь формулой, описанной в законе Ома (фото ниже).

Еще одна важная величина, участвующая в данном процессе — мощность.

Отличие мощности от напряжения и силы тока, заключается в том, что она показывает величину работы, которую производит наш «бегун» за единицу времени.

В примере с рекой, мощность, это то насколько много намелет муки водяная мельница за день. Чем «мощнее» река, тем больше муки на выходе. Другими словами, это скорость выполнения работы.

Измеряется мощность в Ваттах. Эта единица измерения напрямую зависит от количества выполненной работы, разделенной на время, которое потребовалось на ее выполнение.

Заключение

Чтобы облегчить процесс понимания сложных физических явлений, им нужно найти простые и наглядные аналоги в окружающем мире. Так будет легче найти взаимосвязь между различными величинами и уловить суть. Это касается не только электричества, но и остальных «невидимых» разделов физики (ядерка, термодинамика и т.п.)

«Высокая мощность тока»?» — Яндекс Кью

Популярное

Сообщества

ФизикаЭлектричествоЭлектродинамика

Анонимный вопрос

723Z»>1 июня 2019  ·

245,0 K

Ответить2УточнитьAsutpp

1,3 K

⚡Информационный сайт «ASUTPP». Статьи и рекомендации по ремонту электрооборудования…  · 6 февр 2020  · asutpp.ru

Отвечает

Юрий Макаров

Ток и напряжение – это различные величины одного явления. Первое, что является основополагающим фактором для любых электрических процессов в цепи – это напряжение или разность потенциалов. Для лучшего понимания рассмотрим простой пример – в розетке имеется два вывода (фаза и ноль), если к этим выводам не подключено никакое оборудование, то ток в розетке не протекает, хотя бытовое напряжение в 220В присутствует. Обязательным условием для протекания электрического тока в любой цепи является наличие замкнутого контура, поэтому напряжение первично, а ток является следствием подачи напряжения на какой-то участок электрической цепи.

По поводу того, что убивает сила тока – это также правильное утверждение, для человека считается смертельным от 100мА и более переменного тока и от 300мА и более постоянного тока. Даже наличие напряжения, приложенного к человеку, еще не говорит о том, что через тело обязательно будет протекать ток – если ноги изолированы от земли, даже при наличии высокого потенциала ток протекать не будет. Поэтому разрушающее воздействие на человека оказывает именно направленное движение заряженных частиц через его тело. По поводу мощности вы не корректно отметили, ток и мощность взаимосвязаны друг с другом через напряжение, поэтому говоря о большой мощности, вы будете подразумевать и большой ток или высокое напряжение.

Подводя итог, следует отметить, что величину тока в каждом конкретном случае определяет сопротивление человека и величина приложенного к нему напряжения. Поэтому на табличке и указывается, что в данной электроустановке используется высокое напряжение, а какой ток это напряжение может обуславливать, будет зависеть от ряда индивидуальных факторов.

Больше полезной информации по электрике вы можете найти на нашем сайте:

Перейти на asutpp. ru

1 эксперт согласен

10,2 K

Виктор

8 марта 2020

Сила тока это величина тока измеряемая в Амперах. Убивает не сила тока, а протекающий ток., который не так большой… Читать дальше

Комментировать ответ…Комментировать…

Антон Ткачев

Физика

1,2 K

Физик-экспериментатор  · 21 авг 2022

Пишут «высокое напряжение» на табличках, потому что сила тока зависит от напряжения. Человеческое тело имеет электрическое сопротивление примерно 1 кОм. Ток в 100 мА вызывает фибрилляцию желудочков сердца, ток в 1 А — смертельный (немного округляю значения для наглядности). Итак, чтобы вызвать сбой сердечного ритма, необходим мощный источник напряжения примерно на 100… Читать далее

Комментировать ответ…Комментировать…

Виктор Михайлович Акимов

Физика

67

Учитель физики средней школы, астрономии, начальных классов Придумываю нескучные…  · 29 дек 2021

Говорят, что убивает сила тока. Почему тогда на табличках пишут: «Осторожно высокое напряжение?» Не разумнее было бы писать:«Высокая мощность тока»? Убивает не сила тока. Чтобы убить кого -то, нужно его бить, колотить, совершать над ним работу. Электрический ток, опасен тем, сто может совершать работу! A=i*U*t, здесь i- работа сила ( величина) тока, U- напряжение, t – t… Читать далее

Эмиль Пилецкий

9 января 2022

Ответ повеселил 🙂 Но всё-таки, разве тепловой ожег убивает? Если очень много тепла, то да, но убивает ещё и… Читать дальше

Комментировать ответ…Комментировать…

Сервис-центр

225

Ремонт ноутбуков. Ремонт материнских плат ноутбуков.Замена Видео чипов- мостов-…  · 20 нояб 2021  · notebyte.ru

Отвечает

sergey trofimow

Осторожно злая собака- это то же самое.

Не пишут почему то — укус собаки или зубы собаки опасны.

Просто предупреждение человеку разумному.

свт sergey trofimow

Перейти на notebyte.ru.84,2 K

Александр Яковлев

19 декабря 2021

Может, напряжение это всё же величина постоянная для электроустановки, а ток может быть как малым так и большим, в… Читать дальше

Комментировать ответ…Комментировать…

Юрий Романов

Технологии

208

Интересно всё обо всём. Не самая плохая эрудиция. Образование среднее техническое…  · 27 янв 2022

Напряжение — явление широко известное, батарейка не «дерётся», а розетка — очень даже, потому что в розетке высокое напряжение. Это знают даже дети. Сила тока, в свою очередь, для рядового пользователя, понятие загадочное, закон Ома внятно сформулировать могут далеко не все, а уж про то, что это значит на самом деле, вообще единицы. Табличка, в свою очередь, рассчитана… Читать далее

Комментировать ответ…Комментировать…

Дмитрий

83

электромеханник. электромонтаж, философия, художественные книги, политика и семья.  · 17 авг 2021

Таблица предупреждает об опасности. Опасность представляет именно напряжение, поскольку его наличие говорит о возможном ударе током. Когда возникает опасный для жизни ток, то поздно предупреждать. Поэтому, согласно русскому языку, указывается именно опасность напряжения.

1 эксперт согласен

Тимур Кошкаров

подтверждает

24 августа 2021

Напряжение уже есть.

А будет ли ток — зависит от человека.

Комментировать ответ…Комментировать…

Naeel Maqsudov

Топ-автор

8,0 K

IT, телеком, телефония, базы данных, интеграционные решения, естествознание, образование  · 2 июн 2019

Предостерегающая надпись обязана соблюдать баланс между * лаконичностью, и ясностью высказывания; * понятностью для читателя независимо от его бэкраунда; * и, конечно же, технической или научной точностью. Последний пункт, обратите внимание, на последнем месте, так как цель таблички вовсе не образовательная или просветительская. Высокое напряжение (разность потенциалов)… Читать далее

14,5 K

Сергей Смирнов

4 июня 2019

«Бьёт напряжение, а убивает ток». Так в бессмертном оригинале выживших

Комментировать ответ…Комментировать…

Алексей Малахов

25

инженер по радиотехнике, садовод-любитель  · 15 дек 2021

Не вдаваясь в физические подробности процесса поражения человека переменным электрическим током, хочу заметить, что сама формулировка «Высокая мощность тока» не верна, правильно: «Высокая сила тока». Кстати, высокая сила тока через тело человека может возникнуть только при достаточно высоком (более 40 В) напряжении в сети, так что наличие высокого напряжения в этом… Читать далее

Владимир Яшагин

16 декабря 2021

Автор вопроса решил блеснуть не корректной отсебятиной. Автор ответа понимает , что предупреждающие и запрещающие… Читать дальше

Комментировать ответ…Комментировать…

Andrey Sevostianov

44

Инженер. Увлекаюсь физикой, информатикой.  · 17 янв 2022

Для того, чтобы не писать неправду. Наличие напряжения — опасный фактор, который имеет место для подключенного прибора или цепи. Про это можно писать на табличке. А вот опасного тока не будет до тех пор, пока человека им не ударило. Поэтому писать о наличии мощного тока — вводить в заблуждение. Если писать на табличке про ток, то нужно писать примерно следующее: Опасно… Читать далее

Комментировать ответ…Комментировать…

Александр Байков

853

Электромонтёр. Времени много, читать люблю. Понемногу обо всем.  · 19 нояб 2021

Убивает — ток. Но опасно — напряжение. Именно оно создаёт ток. И именно от него защищаются различными «не проводящими» предметами.
Y=U/R.
Где «R» — Ваше сопротивление, «U» — напряжение, под которое Вы влезли, а «Y» — то, что Вас убъёт.

Сергей Кучеренко

17 декабря 2021

Во как! А я то, дурак, думал, что ток создаёт электромагнитное поле! 🙂 А «Y» — это потому что — неизвестно… Читать дальше

Комментировать ответ…Комментировать…

Как измерять напряжение, ток и мощность

Трансформаторы тока (ТТ)

Трансформаторы тока (ТТ) — это датчики, используемые для линейного понижения тока, проходящего через датчик, до более низкого уровня, совместимого с измерительной аппаратурой. Сердечник трансформатора тока имеет тороидальную или кольцевую форму с отверстием в центре. Проволока обвивается вокруг сердечника, образуя вторичную обмотку, и закрывается кожухом или пластиковым кожухом. Количество проволочных витков вокруг сердечника определяет коэффициент понижения, или коэффициент ТТ, между током в измеряемой линии (первичный) и выходным током, подключенным к контрольно-измерительным приборам (вторичный). Измеряемый провод нагрузки пропускается через отверстие в центре трансформатора тока. Пример: ТТ с соотношением 500:5 означает, что нагрузка 500 ARMS на основной линии приведет к выходу 5 ARMS на вторичном трансформаторе тока. Прибор будет измерять 5 ARMS на клеммах и может применять коэффициент масштабирования, введенный пользователем, для отображения полных 500 ARMS. ТТ указывается с номинальным значением, но часто указана точность более 100% от номинальной. Трансформаторы тока могут быть с разъемным сердечником или сплошным сердечником. ТТ с разъемным сердечником имеют открытый шарнир или съемную секцию, чтобы установщик мог подключить ТТ к проводу нагрузки без физического отсоединения измеряемого провода нагрузки.

Предупреждение о безопасности. Несмотря на то, что CT может физически подключаться к установленной линии, перед установкой CT необходимо безопасно отключить питание. Открытые вторичные соединения с питанием на первичной обмотке могут привести к чрезвычайно опасным потенциалам напряжения.

Параметры ТТ при покупке включают номинальный диапазон, диаметр отверстия, разъемный/сплошной сердечник, тип выхода (напряжение/ток) и диапазон выхода (0,333 ВСКЗ, ±10 В, 1 СКЗ, 5 СКЗ и т. д.). Поставщики CT часто могут настроить датчик для конкретных нужд, таких как входной или выходной диапазон.

 

 

 

Рис. 5. Трансформаторные трансформаторы тока с разъемным сердечником обычно имеют петлю или съемную секцию для установки вокруг линии без физического демонтажа, хотя питание все равно должно быть отключено. (Изображение предоставлено Magnelab)

Рис. 6. ТТ со сплошным сердечником дешевле, но для его установки в уже работающих цепях может потребоваться больше труда.
(Изображение предоставлено Magnelab)

Полоса пропускания измерения ТТ

Полоса пропускания от 1 кГц до 2 кГц достаточна для большинства приложений по обеспечению качества электроэнергии в цепях переменного тока. Для более высокочастотных приложений подключайтесь напрямую к NI 9246 или NI 9247 для полосы пропускания до 24 кГц или выбирайте более дорогие высокочастотные трансформаторы тока. Все модули, перечисленные в таблице выше, имеют полосу пропускания приблизительно 24 кГц для сигналов, подключенных напрямую. Высокочастотные ТТ более специализированы и имеют характеристики полосы пропускания в диапазоне сотен МГц. NI 9215, NI 9222 и NI 9223 измерительных модуля с частотами дискретизации от 100 квыб/с/канал до 1 Мвыб/с/канал при 16-битном разрешении для высокочастотных измерений.

Для высокочастотных измерений, выходящих за рамки возможностей NI 9223, NI рекомендует осциллограф или дигитайзер для PXI, предназначенный для лабораторных, исследовательских и испытательных систем.

 

Измерение постоянного тока

Трансформаторы тока не измеряют постоянный ток или составляющую постоянного смещения сигнала переменного тока. Для большинства приложений переменного тока в этом нет необходимости. Когда необходимо измерение постоянного тока, NI 9227 имеет встроенные калиброванные шунты и может измерять постоянный ток до 5 Ампер. Для измерения постоянного тока более 5 А используется шунт для измерения тока большой мощности (см. ниже) или датчик Холла (см. ниже), подключенный к соответствующему измерительному модулю.

 

Катушки Роговского

Катушки Роговского, иногда называемые «канатными ТТ», представляют собой еще один вариант датчиков для измерения тока в линии. Катушки Роговского похожи тем, что они наматываются на провод нагрузки, но они гибкие, имеют гораздо большее отверстие, чем стандартные трансформаторы тока, и принцип измерения другой. Катушки Роговского индуцируют напряжение, пропорциональное скорости изменения тока, и поэтому требуют в цепи интегратора преобразования в пропорциональный ток. Интегратор представляет собой отдельный блок/компонент, который обычно монтируется на панель или на DIN-рейку, требует источника питания постоянного тока и выдает на приборы сигналы низкого напряжения или тока. Размер и гибкость поясов Роговского делают их хорошо подходящими для замыкания вокруг более крупных сборных шин в коммерческих зданиях или на заводах, особенно когда они уже построены, а измерение мощности добавляется в качестве модернизации, но они дороже, чем ТТ с сопоставимым входом. диапазон.

Рис. 7. Для катушек Роговского требуется внешнее питание, интегрирующая схема (расположена в черном монтажном блоке на изображении выше) и они дороже, чем типичные твердотельные/разъемные ТТ, но обеспечивают быструю фазовую характеристику и подходят для модернизации установках и шинах больших размеров благодаря их большому гибкому отверстию. (Изображение предоставлено Magnelab)

Датчики на эффекте Холла

Датчики на эффекте Холла основаны на «эффекте Холла», названном в честь Эдвина Холла, когда ток, протекающий через полупроводник, расположенный перпендикулярно магнитному полю, создает потенциал напряжения на полупроводнике материал. Для целей измерения тока схема на эффекте Холла размещается в сердечнике перпендикулярно магнитному полю и выдает напряжение, масштабированное к текущей нагрузке в измеряемой линии. ТТ на эффекте Холла обычно имеют лучшую частотную характеристику и могут измерять смещение постоянного тока, но они дороже, требуют питания и могут быть подвержены температурному дрейфу.

Рис. 8. Датчики Холла имеют чувствительную цепь, перпендикулярную магнитному полю, и требуют питания. Датчики на эффекте Холла не имеют ограничений по насыщению, как ТТ, и могут измерять постоянные токи, но они более дорогие.

 

Токовые шунтирующие резисторы

Токовые шунты или токовые шунтирующие резисторы — это резисторы, помещаемые в цепь с целью измерения тока, протекающего через шунт. Это довольно распространенные электрические компоненты, и они существуют для различных применений. Размер шунта будет основан на диапазоне измеряемого тока, диапазоне выходного сигнала и мощности, протекающей по цепи. Для большей точности доступны более дорогие прецизионные резисторы. Шунты не наматываются на провод цепи и размещаются на линии как компонент. Это устраняет изолирующий барьер между измеряемой цепью и измерительным оборудованием и может усложнить установку по сравнению с трансформатором тока или поясом Роговского. Однако шунты могут измерять постоянные токи, имеют лучшую частотную характеристику и лучшую фазовую характеристику. НИ 9238 для CompactRIO и CompactDAQ был разработан с низкочастотным аналоговым интерфейсом (±0,5 В) специально для токовых шунтирующих резисторов. Кроме того, NI 9238 имеет межканальную изоляцию 250 В.

 

Вольт, ток и основные понятия об электричестве

Электричество — это генерируемый поток электронов по путям для питания повседневных предметов, таких как компьютеры, обогреватели и лампочки.

Важные условия по электроэнергии

• Проводники и изоляторы:  Хорошие проводники — это материалы, которые легко пропускают электричество. Большинство металлов являются хорошими проводниками, поэтому металл используется в электропроводке во всем мире. Противоположностью проводникам являются изоляторы. Изоляторы плохо проводят электричество. Нужны изоляторы для защиты людей от протекающего электричества. Резина и пластмассы являются примерами хороших изоляторов.

• Напряжение:  Напряжение — это сила, которая заставляет электроны течь. Это разница потенциальной энергии между двумя разными точками цепи.

• Ток:  Ток — это скорость потока электронов. Он измеряется в амперах, которые также называются амперами.

• Мощность (Ватт):  Мощность, используемая в цепи, измеряется в ваттах. Ватты рассчитываются путем умножения напряжения на силу тока.

• Сопротивление:  Это мера того, насколько хорошо что-то проводит электричество. Если у него низкое сопротивление, объект является отличным проводником электричества, а если у него высокое сопротивление, это означает, что он плохо проводит электричество.

• Другие важные термины в области электротехники

• Введение в электричество

• Основы электричества

Что такое электрический ток?

Электрический ток представляет собой поток электронов. Ток течет по цепи, когда существует разница в потенциальной энергии между одним концом проводника и другим.

Поток электронов

В полной цепи электроны текут от отрицательного полюса батареи к положительному полюсу. Кажется, что положительный заряд движется в другом направлении, но на самом деле положительные частицы остаются неподвижными.

Как измеряется ток?

Ток измеряется в амперах, и это измерение выполняется путем расчета количества заряда, протекающего через одну точку цепи. В электрических уравнениях ток обозначается буквой «I».

Расчет тока

Ток можно рассчитать по закону Ома. Уравнение закона Ома: I = V/R, где I — ток, V — напряжение, а R — сопротивление. Это уравнение также можно использовать для определения сопротивления цепи или напряжения в цепи, если известны другие факторы.

Ток также можно использовать для расчета мощности по уравнению P = I * V, где P – мощность, I – ток, а V – напряжение.

Переменный и постоянный ток

• Постоянный ток (DC) представляет собой постоянный поток электрического заряда в одном направлении. Внутренняя работа большинства электронных устройств использует постоянный ток.

• Переменный ток (AC) — это ток, при котором поток электрического заряда постоянно меняет направление. Линии электропередач в США передают энергию с использованием переменного тока.

Интересные факты о токе

• Легче понять, как течет электрический ток, если представить его как воду, текущую по трубе.

• Ток измеряется с помощью анализатора мощности или амперметра.

• Электропроводность материала — это его способность проводить электрический ток.

• 12 интересных фактов об электричестве

• Простое введение в электричество

• Ток и электричество

Что такое электронная схема?

Электронные схемы — это пути, используемые для передачи электрических токов и движения электричества. Электронные схемы позволяют электрическим устройствам работать, получая питание от батареи или другого источника питания.

Части цепи

Цепь состоит из трех основных частей: источник питания, провода для подачи электричества и устройство на другом конце для использования электричества. Источником питания может быть батарея или настенная розетка, подключенная к электросети. Провода сделаны из металла, потому что это хороший проводник, и они обернуты в пластик, чтобы изолировать протекающее электричество, чтобы оно оставалось внутри проводов. Цепи также обычно содержат переключатели, которые позволяют временно разорвать цепь, не разбирая ее. Это позволяет включать и выключать устройство.

• Части цепи

• Электрические цепи

Последовательная цепь

Последовательная цепь — это тип цепи, в которой все части соединены в непрерывную линию, образующую петлю. Поскольку каждая часть подключается одна за другой, если одна часть перестает работать, перестает работать вся схема.

• Серийные цепи: Основное электричество

• Серийные цепи

Параллельная цепь

Параллельная цепь содержит несколько путей, поэтому электричество можно разделить и отправить в разные места одновременно. имеет разные пути в цепи, поэтому электричество делится по мере прохождения по цепи. Некоторая часть электричества пойдет по одному пути, а часть — по другому пути. Когда вы отключаете питание части параллельной цепи, остальная часть цепи продолжает работать.

• Чем параллельная цепь отличается от последовательной?

• Параллельная схема и закон Ома: множество путей прохождения электричества

Последовательно-параллельная схема

Последовательно-параллельная схема содержит как параллельно, так и последовательно соединенные части. С этим типом схемы сложнее работать, потому что вам нужно понимать, какие части соединены последовательно, а какие — параллельно.

• Основы последовательно-параллельных схем

• Последовательные и параллельные схемы

Замкнутые, разомкнутые и короткие цепи

Замкнутая цепь — это полностью подключенная цепь, которая позволяет электричеству течь через нее непрерывно.